DE4338776A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten einer Papierbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zum Beschichten einer Papierbahn.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Beschichten ei­ ner Papierbahn.

Nach dem Stand der Technik wird eine Beschichtungs-Mischungs­ schicht zunächst unter Verwendung einer Auftragsvorrichtung do­ siert auf eine Papierbahn aufgetragen, wonach die Beschichtung mit der Hilfe eines gegen die Stützwalze der Beschichtungssta­ tion arbeitenden Streichblattes geglättet wird.

Insbesondere bei mit einer Düsenauftragsvorrichtung ausgerüste­ ten Beschichtungsstationen haben bestimmte Betriebsbedingungen Laufprobleme der zu beschichtenden Bahn aufgeworfen, weil die Auftragsvorrichtung und das eigentliche Streichblatt zwei linea­ re Fixierpunkte der Bahn auf einer einzigen Stützwalze bilden. Längs der Oberflächenstruktur der Papierbahn mitgerissene Luft bleibt zwischen der Bahn und der Stützwalze in dem zwischen den beiden Fixierpunkten begrenzten Bereich eingefangen. Es kann sich dann eine unregelmäßig geformte Lufttasche, genannt "Blowing", in dem Bereich zwischen den Bahnfixierpunkten entwic­ keln, was z. B. eine ungleiche Verteilung der Bahnspannung zur Folge hat. Die Kräfte, die an den Bahnfixierpunkten sowohl einen Bahnabbrems- und -zugeffekt hervorrufen, verhalten sich so, daß sie ein Schlaffwerden der Bahn in dem Bereich zwischen den Bahn­ fixierpunkten zulassen. Überdies vergrößert sich der Bahnfeuch­ tigkeitsgehalt beim Auftrag der Beschichtungsmischung, wodurch die Bahn dazu neigt, zwischen den Bahnfixierpunkten anzuschwel­ len. Dieses Phänomen verursacht ein zusätzliches Schlaffwerden der Bahn.

Bei einer ungleichen Spannung, Dicke, Porosität oder anderer Profile quer über die Bahn tritt ein unregelmäßiges Schlaffwer­ den der Bahn quer zur Bahn innerhalb des Bereichs zwischen den Bahnfixierpunkten auf. Dies kann ein Wellen in der Maschinen­ richtung verursachen, was seinerseits zur Faltenbildung führen kann.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile der oben beschriebenen Auftragungstechniken zu überwinden und ein vollständig neues Verfahren und eine vollständig neue Vor­ richtung zum Beschichten einer Papierbahn zu schaffen.

Die Erfindung beruht darauf, das Auftragen und das Streichen der Beschichtungsmischung so durchzuführen, daß beide Stufen gegen eine eigene Stützfläche ausgeführt werden. Von diesen Stützflä­ chen zieht zumindest die letztere die Bahn vorwärts oder sie be­ wegt sich wenigstens im wesentlichen mit gleicher Geschwindig­ keit mit der Bahn.

Im einzelnen ist das erfindungsgemäße Verfahren durch die Schritte gekennzeichnet, wie sie im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführt sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist so ausgebildet, wie sich dies aus dem Kennzeichen des Anspruchs 7 ergibt.

Die Erfindung bringt außerordentliche Vorteile. Dank der ge­ trennten Stützflächen wird eine verbesserte Steuerung der Bahn­ spannung zwischen den Bahnfixierpunkten erreicht und das oben erwähnte Blähen oder Schlaffwerden der Bahn zwischen den Fixier­ punkten kann verhindert werden.

Im folgenden wird die Erfindung in größerer Einzelheit anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Kräfte, wie sie typischerweise bei einer Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik auf­ treten;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des durch die in Fig. 1 dargestellten Kräfte verursachten Bläheffekts;

Fig. 3a eine schematische Draufsicht eines stabilen Bläh­ effekts, wie er durch die in Fig. 1 dargestellten Kräfte verursacht wird;

Fig. 3b eine schematische Draufsicht eines unstabilen Bläh­ effekts, wie er durch die in Fig. 1 dargestellten Kräfte verursacht wird;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung, und

Fig. 5 eine Seitenansicht einer alternativen, erfindungsge­ mäßen Vorrichtung.

Die Anordnung gemäß der Erfindung erreicht ihre größten Vorzüge in Verbindung mit Beschichtungsvorrichtungen, die einen Bahnfi­ xierpunkt bilden, z. B. mit Düsenbeschichtern, ausgerüstet mit Ausgleich-/Glättblättern, wobei sich die Erfindung jedoch auch zur Benutzung mit Walzenbeschichtern eignet.

Gemäß Fig. 1 wird die Zugspannung T0 einer Bahn 3 zwischen den Blättern durch folgende Formel ausgedrückt:

T0 = T1 + T2 + F2 + F3 - F1 - F4,

wobei
T1 die Zugspannung ist, die durch die vorhergehenden Walzen in die Bahn 3 eingetragen wird,
T2 die Zugspannung ist, die durch die Walzen nach dem Spalt in die Bahn 3 gelangt,
F2 die Kraft darstellt, welche das Ausgleich-/Glättblatt 5 in die Bahn 3 bringt,
F3 die Kraft ist, die von der Walze 1 in dem Spalt zwischen der Walze 1 und dem Ausgleich-/Glättblatt 5 in die Bahn 3 getra­ gen wird,
F1 die Kraft ist, die von der Walze 1 in den Spalt zwischen der Walze 1 und dem Streichblatt 7 in die Bahn 3 eingetragen wird, und
F4 die Kraft ist, die von dem Streichblatt 7 auf die Bahn 3 einwirkt.

In diesem Zusammenhang sind die Kraftvariablen F1-F4 als die einwirkenden Gesamtkräfte geteilt durch den Bahnquerschnitt zu verstehen.

Gemäß Fig. 2 verursachen die zwei Bahnfixierpunkte eine Luftta­ sche 9, die schlimmstenfalls zu einem Verwerfen der Bahn führen kann, wenn diese den Spalt zwischen der Walze 1 und dem Streich­ blatt erreicht.

Fig. 3a zeigt eine stabile Situation, bei welcher sich aufgrund der übermäßigen Zugspannung T0 eine Lufttasche 9 vorderhalb des oberen Blatts 7 entwickelt hat. Da in diesem Fall die Höhe der Lufttasche quer über die Bahn gleichbleibt, ist die Situation stabil.

Fig. 3b zeigt dagegen eine unstabile Laufsituation, bei der sich die Höhe der Lufttasche 9 quer über die Bahn 3 verändert.

Gemäß Fig. 4 werden die Bahnlaufprobleme nach der Erfindung da­ durch gelöst, daß die Auftragseinheit 12 gegen die erste Stütz­ walze 16 und die Streicheinheit 14 gegen eine zweite Stützwalze 18 plaziert ist. Auf diese Weise kann die Zugspannung einer Bahn 13 zwischen dem ersten linearen Bahnfixierpunkt an dem Aus­ gleichs-/Glättblatt 15 und dem zweiten linearen Bahnfixierpunkt an dem Streichblatt 17 beispielsweise mittels der Drehgeschwin­ digkeit der zweiten Stützwalze 18 gesteuert werden. Die Zugspan­ nung der Bahn 13 kann jedoch auch durch eine Geschwindigkeits­ steuerung der ersten Stützwalze 16 erreicht werden. Typischer­ weise ist die Tangentialgeschwindigkeit der Stützwalze 18 im we­ sentlichen gleich oder höher als die Bahngeschwindigkeit 13.

Gemäß Fig. 5 kann die Streichblatt-Auftrageinrichtung durch eine Walzenauftrageinrichtung ersetzt werden. In der hier dargestell­ ten Ausführungsform ist die in Fig. 4 gezeigte Walze 18 durch eine Walze 20 mit kleinerem Durchmesser ersetzt, auf der ein Stützband 22 mit einstellbarer Geschwindigkeit läuft.

Bei beiden oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Tangen­ tialgeschwindigkeit der zweiten Stützfläche 18 bzw. 22 im we­ sentlichen gleich oder höher als die Geschwindigkeit der Bahn 13.

Im Prinzip kann die in Fig. 5 gezeigte Stützwalze 16 alternativ durch eine Stützfläche ersetzt werden, die von zwischen der Stützfläche und der Bahn eingeleiteter Luft gestützt ist, wo­ durch die Bahn auf einem Luftkissen gegen die Walzenauftragein­ richtung läuft. Die Zugspannung der Bahn 13 wird dann durch die Geschwindigkeitssteuerung des Stützbands 22 eingestellt.

Wegen der räumlichen Beschränkungen in Papiermaschinen haben die Walzen 16 und 18 vorzugsweise einen kleinen Durchmesser. Deshalb wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine Stützbandan­ ordnung 22, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, wegen der Platzerspa­ rung, die sie bietet, bevorzugt.

Die geringen Dimensionen der Stützwalzen/Bandanordnungen ermög­ lichen auch einen geeigneten Abstand zwischen dem Ausgleichs- /Glättblatt bzw. Walze und dem Streichblatt, wie dies die ange­ wendete Beschichtungstechnik erfordert.

Es versteht sich, daß die in Fig. 5 gezeigte Stützbandanordnung 20, 22 auch eingesetzt werden kann, um die erste Stützwalze 16 zu ersetzen. Selbst beide Stützwalzen können in derselben Ausfüh­ rungsform durch Stützbänder ersetzt werden.

Claims (10)

1. Verfahren zum Beschichten einer Papierbahn (13), bei welchem Verfahren

• - eine Beschichtungsmischung auf die Papierbahn (13) unter Verwendung einer Auftragseinheit (12) aufgetragen wird, die einen linearen Fixierpunkt der Bahn (13) gegen eine auf der Rückseite der Bahn (13) angeordnete Stützfläche (16) bildet, und
• - die auf die Bahn (13) aufgetragene Beschichtungsmischung un­ ter Verwendung einer gegen eine Stützfläche (18) wirkende Streicheinheit (14) gestrichen wird,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• - der Auftrag der Beschichtungsmischung unter Abstützung durch eine erste Stützfläche (16) erfolgt, und
• - die Beschichtungsmischung unter Abstützung durch eine zweite Stützfläche (18) gestrichen wird, wobei
• - die Geschwindigkeit zumindest einer dieser Stützflächen (16, 18) unabhängig von der Geschwindigkeit der anderen Stützflä­ che (16) und/oder der Bahngeschwindigkeit gesteuert wird, um dadurch die Zugspannung der Bahn zu steuern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Walze (18) als diese zweite Stützfläche benutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stützband (22) als diese zweite Stützfläche benutzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stützwalze (16) als diese erste Stützfläche benutzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Hilfe eines Luftkissens betriebene Stützfläche als diese erste Stützfläche benutzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stützband als diese erste Stützfläche benutzt wird.

7. Vorrichtung zum Beschichten einer Papierbahn (13), welche Vorrichtung

• - eine Auftragseinheit (12),
• - eine Stützfläche (16) gegenüberliegend dieser Auftrags­ einheit (12),
• - eine Streicheinheit (14) und
• - eine gegen diese Streicheinheit (14) wirkende Stützfläche (18) aufweist,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• - diese Stützfläche (18) der Streicheinheit (14) getrennt von der Stützfläche (16) der Auftragseinheit (12) ist, wobei die Geschwindigkeit der Stützfläche (18) der Streich­ einheit (14) unabhängig von der Bahngeschwindigkeit und/ oder der Tangentialgeschwindigkeit der Stützfläche (16) der Auftragseinheit (12) einstellbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Stützflächen (16,18) unabhängige Antriebe haben.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Stützflächen ein Stützband (22) ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Stützflächen eine mit Hilfe eines Luftkissens be­ triebene Stützfläche ist.